摘 要

汽车产业模式的转型在石油储量下降和空气污染加剧的双重挑战下已是必然的趋势。新能源汽车使我们对于石油的依赖程度减轻，同时减少了的排放量，既达到了经济节能的目标，又保护了环境，其中，纯电动汽车是现阶段最理想的“清洁车辆”。而由于多种因素共同构成的里程焦虑问题，是当前制约纯电动汽车发展的重要因素，也是消费者最为关心的问题。为了解决这一问题，需要准确地估算动力电池的荷电状态（）以及纯电动汽车的续航里程，这也是本文的主要研究内容。本文的主要研究内容为：

1.采用了开路电压法与安时积分法的融合算法，选择二阶等效电路模型进行开路电压的参数辨识与拟合。以此为基础建立估算模型，并进行仿真验证。

2.基于某具有代表性的纯电动汽车车型，建立整车仿真模型。基于此模型，在合适的标准循环工况下，对电池估算进行了仿真分析。

3.分析纯电动汽车行驶过程中的能量消耗，在电池组估算和整车仿真模型的基础上，选用平均能耗法估算剩余续航里程，并与国标中规定的参考方法进行对比分析。

关键词：SOC估算；续航里程估算；剩余续航里程

Abstract

With the double crisis of oil consumption and air pollution intensifying, the transformation of the automobile industry has become a general trend. New energy vehicles can reduce our dependence on oil, reduce carbon dioxide emissions, and achieve obvious energy-saving and environmental protection benefits. Among them, pure electric vehicles are the most ideal "clean vehicles" at this stage. The mileage anxiety problem, which is composed of various factors, is an important factor currently restricting the development of pure electric vehicles, and is also the most concerned issue for consumers. In order to solve this problem, it is very necessary to correctly estimate the state of charge (SOC) of the power battery and the driving range of the pure electric vehicle, which is also the core content of this article. The main contents of this article are:

1. A fusion algorithm of open-circuit voltage method and ampere-hour integration method is adopted, and the second-order RC equivalent circuit model is selected for parameter identification and fitting of open-circuit voltage. Based on this, the estimation model is established and verified by simulation.

2. Based on a representative pure electric vehicle, build the vehicle simulation model. Based on the established vehicle simulation model, the SOC estimation of the battery was simulated and analyzed under the appropriate standard cycle conditions.

3. Analyze the energy consumption of pure electric vehicles during the driving process, estimate the maximum cruising range of the vehicle based on the battery pack estimation and the vehicle simulation model, and propose a method to estimate the remaining cruising range Methods for comparative analysis. Simulation results show that the average energy consumption method has good adaptability and high accuracy.

Key Words: SOC estimation; Driving range estimation; Remaining driving range

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题的研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3本文主要研究内容 4

第2章 动力电池SOC估算理论与仿真试验 6

2.1 SOC估算及其影响因素 6

2.1.1 SOC的定义 6

2.1.2 SOC估算的影响因素 7

2.2 SOC估算算法 7

2.3 本文选用的估算方法 9

2.4 动力电池开路电压的辨识 9

2.4.1 常见的等效模型 9

2.4.2 本文选用的等效电路模型及其参数辨识 11

2.5 SOC估算模型及验证 14

第3章 纯电动汽车整车建模与SOC估算 16

3.1 整车仿真方法说明 16

3.2 车辆系统建模 16

3.2.1 驾驶员模型 16

3.2.2 驱动系统建模 17

3.2.3 动力电池模型 19

3.2.4 车辆行驶动力学模型 19

3.3 道路循环工况的选择 21

3.4 整车模型与SOC估算模型匹配仿真 22

第4章 纯电动汽车剩余续航里程估算 26

4.1 续航里程估算原理 26

4.1.1 纯电动汽车能耗建模 26

4.1.2 电池组输出能量计算 27

4.2 续航里程估算研究 27

4.2.1 匀速工况下的续航里程研究 28

4.2.2 循环工况下的续航里程研究 28

4.2.3 基于平均能耗法的剩余续航里程估算 29

4.3 UDDS与NEDC循环工况下的最大续航里程仿真 30

4.4 续航里程估算算法的对比分析 31

第5章 总结与展望 35

5.1 研究总结 35

5.2 研究展望 35

参考文献 37

致谢 39

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

随着社会的进步与发展，人们对于自然资源与环境重要性的认识越发深刻，全球范围内关于保护自然、保护环境的讨论从未中断。从20世纪八九十年代开始，我国经济飞速发展，给人们的生活带来了质的变化，随之而来的还有环境的恶化与资源的消耗。当前，以牺牲资源与环境为代价实现经济高速增长的方式虽然得到一定程度的缓解，但没有从根本上得到改变，深层次的结构性矛盾并未得到彻底解决。根据国家政策规划，加快替代能源、新型材料等产业的发展，是我国下一步经济发展的主要任务。

汽车的迅速普及使人们的生活更加便捷，人们的出行体验大大改善，提高了人们的生活质量，但同时也带来了资源减少和环境恶化等问题。汽车尾气是全球环境恶化的重要原因之一，为了减少汽车尾气排放，国家出台了严格的环保法规。而随着环境恶化的持续，法规必然也会更加严格，届时传统燃油汽车将无法满足严格的排放要求，汽车产业向新能源方向的转型已经成为不可阻挡的趋势。